[發明專利]氮營養指數估算方法及裝置

在審

• 申請號: 201710628132.2
• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號: CN107389573A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 趙犇;段愛旺;肖俊夫;劉戰東;劉祖貴;秦安振;寧東峰;趙鵬利
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院農田灌溉研究所
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)11371
• 代理人: 蘇勝

1.一種氮營養指數估算方法，用于對夏玉米的氮營養指數進行估算，其特征在于，所述方法包括：

獲得夏玉米的初始數據，其中，所述初始數據包括各個采樣點的冠層光譜反射率、植株地上部生物量以及地上部氮濃度；

根據所述初始數據計算出每個采樣點的氮營養指數；

通過多個預設擬合函數分別計算歸一化光譜指數與氮營養指數之間的擬合系數，其中，所述預設擬合函數包括冪函數、線性函數、指數函數以及對數函數，所述歸一化光譜指數通過一預設光譜波段范圍內的任意兩個波段組合得到；

選取計算得到的最大的擬合系數對應的目標光譜指數和目標擬合函數；

根據所述目標光譜指數和所述目標擬合函數生成目標氮營養指數估算模型。

2.根據權利要求1所述的氮營養指數估算方法，其特征在于，所述方法還包括：

采用相對根均方差和相對誤差對所述目標氮營養指數估算模型進行評價。

3.根據權利要求1所述的氮營養指數估算方法，其特征在于，所述根據所述初始數據計算出每個采樣點的氮營養指數的步驟，包括：

獲取在預設光譜波段范圍內的冠層光譜反射率對應的植株地上部生物量以及地上部氮濃度；

將所述植株地上部生物量輸入到臨界氮濃度稀釋模型計算得到對應的臨界氮濃度值；

根據所述臨界氮濃度值和所述地上部氮濃度計算出每個采樣點的氮營養指數。

4.根據權利要求1所述的氮營養指數估算方法，其特征在于，所述通過多個預設擬合函數分別計算歸一化光譜指數與氮營養指數之間的擬合系數的步驟，包括：

將預設光譜波段范圍內的預設間隔的任意波段進行組合得到多個歸一化光譜指數；

通過多個預設擬合函數分別計算歸一化光譜指數與氮營養指數之間的擬合系數的結果集，其中，所述結果集呈矩陣排列；

將所述結果集中的各個波段組合的擬合系數對應的矩陣數據繪制成等高線進行輸出。

5.根據權利要求1所述的氮營養指數估算方法，其特征在于，所述根據所述目標光譜指數和所述目標擬合函數生成目標氮營養指數估算模型的步驟，包括：

將所述目標光譜指數代入到所述目標擬合函數中生成所述目標氮營養指數估算模型。

6.一種氮營養指數估算裝置，用于對夏玉米的氮營養指數進行估算，其特征在于，所述裝置包括：

獲得模塊，用于獲得夏玉米的初始數據，其中，所述初始數據包括各個采樣點的冠層光譜反射率、植株地上部生物量以及地上部氮濃度；

計算模塊，用于根據所述初始數據計算出每個采樣點的氮營養指數，并通過多個預設擬合函數分別計算歸一化光譜指數與氮營養指數之間的擬合系數，其中，所述預設擬合函數包括冪函數、線性函數、指數函數以及對數函數，所述歸一化光譜指數通過一預設光譜波段范圍內的任意兩個波段組合得到；

選取模塊，用于選取計算得到的最大的擬合系數對應的目標光譜指數和目標擬合函數；

生成模塊，用于根據所述目標光譜指數和所述目標擬合函數生成目標氮營養指數估算模型。

7.根據權利要求6所述的氮營養指數估算裝置，其特征在于，所述裝置還包括：

采用相對根均方差和相對誤差對所述目標氮營養指數估算模型進行評價。

8.根據權利要求6所述的氮營養指數估算裝置，其特征在于，所述根據所述初始數據計算出每個采樣點的氮營養指數的方式，包括：

獲取在預設光譜波段范圍內的冠層光譜反射率對應的植株地上部生物量以及地上部氮濃度；

將所述植株地上部生物量輸入到臨界氮濃度稀釋模型計算得到對應的臨界氮濃度值；

根據所述臨界氮濃度值和所述地上部氮濃度計算出每個采樣點的氮營養指數。

9.根據權利要求6所述的氮營養指數估算裝置，其特征在于，所述通過多個預設擬合函數分別計算歸一化光譜指數與氮營養指數之間的擬合系數的方式，包括：

將預設光譜波段范圍內的預設間隔的任意波段進行組合得到多個歸一化光譜指數；

通過多個預設擬合函數分別計算歸一化光譜指數與氮營養指數之間的擬合系數的結果集，其中，所述結果集呈矩陣排列；

將所述結果集中的各個波段組合的擬合系數對應的矩陣數據繪制成等高線進行輸出。

10.根據權利要求6所述的氮營養指數估算裝置，其特征在于，所述根據所述目標光譜指數和所述目標擬合函數生成目標氮營養指數估算模型的方式，包括：

將所述目標光譜指數代入到所述目標擬合函數中生成所述目標氮營養指數估算模型。